É possível captar ruídos em um circuito de áudio através do fio terra / terra?

Em um circuito de áudio, como os eletrônicos de uma guitarra (a única coisa com a qual me envolvi!), Sempre pensei (provavelmente de maneira simplista) em todos os pontos ao longo de um caminho contínuo da terra sendo essencialmente todos na mesma voltagem (um 'zero volt' Voltagem de referência).

No entanto, eu estava pensando - se você estender um fio terra a partir de algum ponto ao longo desse caminho, é possível que isso por si só introduza ruído no circuito alterando o '0V' da referência de terra? (Possivelmente estou me perguntando "Qual é a diferença entre um fio terra e uma antena" - mas não sei o suficiente sobre antenas para saber se é isso que estou perguntando :)

Sim, conexões de terra longas podem captar ruídos, o que significa que o terra em um local tem uma voltagem diferente da terra em outro local. Para sinais de extremidade única, essa voltagem de desvio de terra geralmente aparece como parte do sinal.

Existem duas estratégias comuns para evitar essa situação:

1. Use sinais diferenciais. O sinal real é codificado como a diferença entre dois sinais que são dirigidos opostos um do outro. O deslocamento de terra parece um sinal de modo comum, que pode ser amplamente ignorado pelo receptor.

2. Preste atenção em como as coisas estão fundamentadas. Verifique se todos os aterramentos estão ligados de volta a um local sem outras conexões a outros lugares, como o aterramento da tomada de energia local. Essa rede de terra é então conectada à terra real em um único local. Evite também o fluxo de corrente deliberado através de qualquer conexão de aterramento. Deve haver retornos separados para a corrente de energia. Nunca use o solo como retorno de energia.

0V é apenas 0V no ponto de referência - gradualmente se degrada à medida que você se afasta dessa posição física. Pode haver uma diferença de nano-volts de perto, mas pode rapidamente se tornar mili-volts e, se os circuitos de entrada sensíveis tiverem conexões de 0V que não estejam no mesmo ponto, a diferença de vários mili-volts poderá ser um sinal de ruído CA e muitas vezes é muito irritante.

É por isso que os PCBs usam aviões terrestres, mas, de maneira alguma, estão isentos desse problema. Outros sistemas usam a fiação do ponto estrela para manter as conexões de 0V no mesmo ponto físico, mas elas podem sofrer com a captação magnética de CA.

Às vezes é difícil de quebrar. Aqui está uma boa imagem de como um sinal digital pode criar tanto o ressalto no solo quanto o poder: -

O rápido aumento da borda de uma saída inevitavelmente carregará a capacitância parasita de uma trilha de PCB - isso é visto como um pequeno "salto" no trilho de potência e distorção associada (efeito colateral) no sinal emitido. Quando a borda cai, há um salto no solo. Agora, o sinal está ligeiramente corrompido por, importante para esta questão, o plano de aterramento e o plano de energia têm pulsos de corrente injetados neles e isso pode afetar outros circuitos próximos.

Ouve outro exemplo de onde as folgas em um plano de terra podem causar "ressalto" porque a corrente de retorno de um sinal precisa "se espalhar" ao redor da lacuna: -

Aqui está outra idéia de como peças funcionais com mau posicionamento podem causar estragos em circuitos analógicos sensíveis: -

O mais inteligente a se fazer aqui é evitar conexões comuns de 0V para coisas que podem causar quedas de terra uma para a outra - esta é uma forma de apontar estrelas, isto é, conexões separadas de energia e terra de cada função de circuito individual conectam-se apenas em um único par "limpo" de nós (geralmente na saída de um regulador de tensão ou bateria).

Este parece ser um documento bastante útil que explica os fenômenos

A resposta é SIM se a sua aplicação depender da diferença de tensão entre as duas extremidades do fio para ficar próxima de zero. Em outras palavras, se um sistema em funcionamento é sensível aos níveis de sinal em ambas as extremidades do fio de uma só vez, pode haver motivos para estar ciente de que a captação de ruído pode ocorrer.

Por outro lado, se você conectar dois sistemas juntos usando um cabo como um par trançado (ou um cabo coaxial para alta frequência) e verifique se a corrente que viaja em um fio é igual e oposta à corrente no outro fio e no cabo. Como o sistema alvo é sensível apenas à sinalização entre as extremidades alvo dos dois fios, qualquer captura de modo comum no par de fios passará despercebida pelo equipamento alvo.